超大面積深厚軟土樁-網(wǎng)復(fù)合地基承載性狀模型試驗(yàn)研究

于進(jìn)江 ，程謙恭，賀宏武，李成輝，文 華

（1. 西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，成都 610031；2. 中鐵十九局集團(tuán)有限公司，遼寧 遼陽(yáng) 111000；3. 西南科技大學(xué) 土木工程與建筑學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621010）

1 引 言

軟土在我國(guó)分布廣泛，類(lèi)別眾多。由于軟土具有天然含水率高、孔隙比大、壓縮性高、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)以及抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn)，其工程性質(zhì)極差，必須對(duì)地基進(jìn)行處理加固，才能滿足要求。樁-網(wǎng)復(fù)合地基是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種軟土地基處理方法，國(guó)內(nèi)外已有不少學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了多方面的研究。1990年，根據(jù) Terzaghi的溝渠式土拱模型，Jones等[1]給出了樁-網(wǎng)復(fù)合地基樁-土應(yīng)力比經(jīng)驗(yàn)公式。在此基礎(chǔ)上，1995年英國(guó)建立了世界上第一套用于樁-網(wǎng)復(fù)合地基設(shè)計(jì)的“BS8006”規(guī)范，在理論上填補(bǔ)了樁-網(wǎng)復(fù)合地基設(shè)計(jì)的空白。Yvonne Rogbeck等[2]介紹了瑞典、挪威等北歐國(guó)家樁-網(wǎng)復(fù)合地基簡(jiǎn)化計(jì)算模型，并提出了基于側(cè)向滑移和豎向荷載擴(kuò)散極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)步驟。饒為國(guó)[3]在總結(jié)已有工程經(jīng)驗(yàn)和理論研究成果的基礎(chǔ)上，給出了樁-網(wǎng)復(fù)合地基的定義，揭示了其特點(diǎn)和應(yīng)用前景，分析了其組成和工作機(jī)制。連峰[4]設(shè)計(jì)了一個(gè)小比尺模型試驗(yàn)，研究在路堤荷載作用下，樁和樁間土之間的荷載分配。芮瑞[5]通過(guò)理論分析與數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法，對(duì)路堤荷載傳遞機(jī)制進(jìn)行了深入的分析。余闖[6]利用軸對(duì)稱(chēng)有限元計(jì)算模型，分析了路堤荷載作用下剛性樁復(fù)合地基中不帶樁帽和帶樁帽剛性樁單樁性狀。袁則循[7]對(duì)復(fù)合地基褥墊層的作用隨厚度變化的規(guī)律進(jìn)行了研究。夏元友等[8]利用設(shè)置試驗(yàn)段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，對(duì)采集到的路基孔隙水壓力和樁-土相對(duì)位移數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從應(yīng)力和變形兩方面驗(yàn)證了剛性樁豎向土拱的存在性。牛建東[9]在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上利用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)樁-網(wǎng)復(fù)合地基的承載機(jī)制，穩(wěn)定性及沉降規(guī)律進(jìn)行研究。張超[10]對(duì)樁-網(wǎng)復(fù)合地基進(jìn)行了室內(nèi)模型試驗(yàn)，通過(guò)多組對(duì)比試驗(yàn)；對(duì)影響樁-網(wǎng)復(fù)合地基性能的樁間距、加筋體位置、加筋體層數(shù)、填料高度等進(jìn)行了研究，揭示樁-網(wǎng)復(fù)合地基的工作特性。

從目前的研究現(xiàn)狀來(lái)看，對(duì)于樁-網(wǎng)復(fù)合地基的研究，主要以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和數(shù)值模擬方法為主，模型試驗(yàn)進(jìn)行的相對(duì)較少。在所做的模型試驗(yàn)中，對(duì)樁、土差異沉降的模擬，多采用人工控制的方式，與實(shí)際工程的工況有出入，不利于研究樁、土差異沉降規(guī)律。

本文針對(duì)廈深鐵路潮汕車(chē)站特有的超大面積深厚軟土地基（潮汕車(chē)站整個(gè)軟基處理面積達(dá) 25×104m2，其中僅車(chē)站場(chǎng)坪區(qū)就超過(guò)了10×104m2，潮汕車(chē)站軟土埋深多為 30～40 m，局部可達(dá) 60～70 m，層厚多為10～20 m，最大可達(dá)30 m。），完全參照工程現(xiàn)場(chǎng)的軟土地基地層分布情況進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)，其路堤荷載參照實(shí)際工況施加，消除了人工控制地基沉降所造成的不利影響。同時(shí)，利用模型的對(duì)稱(chēng)性，在同一個(gè)模型中設(shè)置了兩種樁間距的布樁方案，以研究不同樁間距下的樁-網(wǎng)復(fù)合地基承載性狀差異。本文研究成果為類(lèi)似工程積累經(jīng)驗(yàn)，為工程設(shè)計(jì)和施工提供借鑒和指導(dǎo)。

2 模型試驗(yàn)研究

2.1 原型地質(zhì)概況及處理方案

原型地層從上到下分布情況為：粉質(zhì)黏土（Q4al）、淤泥質(zhì)細(xì)砂（Q4al）、淤泥（Q4mc）、黏土（Q3al）、中砂（Q3al）。

原型路基頂面寬為 26 m，路堤邊坡坡率為1∶1.5，路基填方高度共5.5 m（路基本體為2.5 m，基床底層為2.3 m，基床表層為0.7 m），褥墊層（碎石墊層）3層共0.6 m，其間鋪設(shè)細(xì)砂兩層共0.1 m及兩層雙向土工格柵，雙向土工格柵設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度不小于80 kN/m。原型路堤及地層分布如圖1所示。地基加固區(qū)采用預(yù)應(yīng)力管樁（PHC樁）處理，正方形布置，樁間距為2.5 m，PHC樁采用PHC500A 100-12型，外徑為0.5 m，壁厚為0.1 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)該斷面管樁實(shí)際壓入地基為25 m。管樁樁頂設(shè)置長(zhǎng)×寬×高為1.6 m×1.6 m×0.35 m的鋼筋混凝土樁帽，樁帽采用C35混凝土現(xiàn)澆。

圖1 原型路堤及地層分布（單位：m）Fig.1 Embankment and layer distribution of prototype (unit: m)

2.2 模型試驗(yàn)介紹

2.2.1 模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)及材料選擇

在模型設(shè)計(jì)中，為了使試驗(yàn)結(jié)果盡可能地與工程實(shí)際效果相似，運(yùn)用了相似理論。原型超大面積深厚軟土樁-網(wǎng)復(fù)合地基物理模型相關(guān)參數(shù)表達(dá)式如下：

式中：各參數(shù)依次分別為應(yīng)力、應(yīng)變、彈性模量、泊松比、重度、內(nèi)摩擦角、黏聚力、均布面力荷載、長(zhǎng)度、位移。參數(shù)總數(shù)為10，基本量綱數(shù)為2（對(duì)靜力學(xué)問(wèn)題，基本量綱為F、L），根據(jù)π定理，獨(dú)立的π項(xiàng)有8個(gè)。

選取幾何相似常數(shù)作為第1基本量，基于實(shí)驗(yàn)室條件、所取土樣多少、可操作性等因素綜合考慮，取幾何相似常數(shù)為20；選取重度相似常數(shù)作為第2基本量，由于模型試驗(yàn)采用的地基土是從現(xiàn)場(chǎng)取回來(lái)的，且試驗(yàn)過(guò)程中要將模型地基土體的物理性質(zhì)盡量還原到與原型現(xiàn)場(chǎng)相似的狀態(tài)，因此，要求模型和原型地基土的重度相等，從而確定重度相似常數(shù)為 1。為了達(dá)到重度相似，要通過(guò)加水的處理方法滿足含水率相同的要求，通過(guò)分層填筑的方法達(dá)到重度相等的要求。

模型試驗(yàn)在2.53 m×0.75 m×1.82 m的模型槽中進(jìn)行，該尺寸滿足沿線路延伸方向4排樁帽的寬度，且考慮了邊界效應(yīng)的影響；由于路堤及地基的對(duì)稱(chēng)性，以模型槽中線為界，兩邊按照不同的樁間距布置（模型中為0.125 m和0.15 m，對(duì)應(yīng)原型的樁間距分別為2.5 m和3.0 m），如圖1所示。

PHC管樁采用PP-R管模擬；樁帽采用普通杉木來(lái)模擬；土工格柵采用聚乙烯四宗單層網(wǎng)來(lái)模擬。按照重度相似條件，地基土層按照密度控制（相似比取1）；褥墊層采用細(xì)角礫石來(lái)模擬；路堤填土模擬的關(guān)鍵是滿足荷載相似比，為此，采用普通中砂，按照荷載相似來(lái)加載。

在模型試驗(yàn)中，要完全實(shí)現(xiàn)所有材料的參數(shù)相似是不可能的，本試驗(yàn)中樁（PP-R管）及樁帽（普通杉木）的彈性模量、網(wǎng)（聚乙烯四宗單層網(wǎng)）的抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)都未能?chē)?yán)格滿足相似比要求，因此，本試驗(yàn)為小結(jié)構(gòu)試驗(yàn)[11]。

2.2.2 量測(cè)儀器布置

本模型試驗(yàn)中采用了電阻應(yīng)變片、微型土壓力盒、沉降觀測(cè)標(biāo)3種量測(cè)儀器來(lái)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)。測(cè)試的主要內(nèi)容為：樁身軸力、樁和樁間土附加應(yīng)力、土工格柵應(yīng)變、樁和樁間土的沉降量。樁身電阻應(yīng)變片對(duì)稱(chēng)地布置在樁內(nèi)壁，每種樁間距下布置4根測(cè)試樁，按照兩種不同的貼片方案粘貼應(yīng)變片，每種方案各2根，如圖2所示。其余量測(cè)儀器布置如圖3所示。圖中“cg”代表內(nèi)壁貼有應(yīng)變片的測(cè)試管樁，“ty”代表微型土壓力盒，“cj”代表沉降觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)，“g”代表土工格柵上的應(yīng)變片。圖3中，奇數(shù)號(hào)測(cè)試管樁按照方案1粘貼應(yīng)變片，偶數(shù)號(hào)測(cè)試管樁按照方案2粘貼應(yīng)變片。具體測(cè)試方案如表1所示。

2.2.3 路堤加載方案

工程現(xiàn)場(chǎng)的路堤加載受原料供應(yīng)、天氣變化等多種因素影響，沒(méi)有固定的規(guī)律。模型試驗(yàn)中，按每層3 cm的速率加載，每層所加荷載根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)路基對(duì)應(yīng)高度處的填料密度及厚度，按照相似比確定，共需加載9次，每次加載對(duì)應(yīng)的厚度及荷載如表2所示。

由于模型試驗(yàn)中對(duì)路堤填土的壓實(shí)難以達(dá)到原型現(xiàn)場(chǎng)的壓實(shí)度，造成最上層填土鋪設(shè)時(shí)路堤實(shí)際高度超過(guò)預(yù)計(jì)路基頂面和模型槽頂面，為了達(dá)到荷載相似，對(duì)于超過(guò)的部分采用等重砝碼代替。在應(yīng)力擴(kuò)散角的影響下，復(fù)合地基頂面受到最上層砝碼荷載的作用與等重路堤填料的作用是相近的，不存在明顯的應(yīng)力集中等差異，滿足重力加載的要求[12]。故對(duì)于最上層路堤填土，采用等重砝碼代替是可行的。本試驗(yàn)最終的模型如圖4所示。

圖2 管樁應(yīng)變片布置方案（單位：mm）Fig.2 Distribution plan of strain gauges in pile (unit: mm)

圖3 測(cè)試元器件布置圖（單位：mm）Fig.3 Distribution chart of testing components(unit:mm)

表1 試驗(yàn)具體測(cè)試方案Table 1 Detailed testing scheme

表2 模型路堤分層填土情況Table 2 Layered filling situation of model embankment

圖4 模型試驗(yàn)俯視圖Fig.4 Top view of model test

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 樁身軸力分析

兩種樁間距下樁身軸力隨荷載的變化情況分別如圖5、6所示。小樁間距表示現(xiàn)場(chǎng)2.5 m的樁間距，即模型中12.5 cm的樁間距；而大樁間距表示現(xiàn)場(chǎng)3 m的樁間距，即模型中15 cm的樁間距，下同。

圖5 小樁間距下樁身軸力Fig5 Axial forces of piles with small pile-spacing

圖6 大樁間距下樁身軸力Fig.6 Axial forces of piles with large pile-spacing

從圖5、6可知：樁身軸力沿著樁身高度往下先逐漸增大到某一深度后又逐漸減??；在不同的地基土層中，樁身軸力以不同的速率變化，大樁間距下樁身軸力沿樁身分布比小樁間距下樁身軸力沿樁身分布更均勻，說(shuō)明小間距下樁側(cè)摩阻力較大間距樁側(cè)摩阻力發(fā)揮更充分；對(duì)應(yīng)每一級(jí)荷載，小樁間距下樁端軸力都小于大樁間距下樁端軸力，說(shuō)明小樁間距下樁體下部承載力發(fā)揮程度不如大樁間距下樁體下部承載力發(fā)揮程度。樁身軸力隨深度增加說(shuō)明管樁受到樁側(cè)土體的負(fù)摩阻力，而隨深度減小說(shuō)明管樁受到樁側(cè)土體的正摩阻力，因此，隨著樁間距增大，樁身受負(fù)摩阻力區(qū)段加深，樁承擔(dān)上部荷載的方式由摩擦樁逐漸向端承樁變化。

3.2 樁身側(cè)摩阻力分析

兩種樁間距下樁身側(cè)摩阻力隨荷載的變化情況分別如圖7、8所示。

圖7 小樁間距下樁身側(cè)摩阻力Fig.7 Side friction forces of piles with small pile-spacing

圖8 大樁間距下樁身側(cè)摩阻力Fig.8 Side friction forces of piles with large pile-spacing

從圖7、8可知：兩種樁間距下，隨著樁身深度增加，樁側(cè)摩阻力最初為負(fù)摩阻力，到達(dá)一定深度后又變?yōu)檎ψ枇Γf(shuō)明在上部荷載作用下，樁頂向褥墊層產(chǎn)生了一定的刺入量，且樁的沉降量比樁間土的沉降量小，樁頂相對(duì)樁間土向上位移；小樁間距下，中性點(diǎn)位置在樁身深度50 cm附近，負(fù)摩阻力的樁長(zhǎng)區(qū)約占整個(gè)樁長(zhǎng)的40%，而大樁間距下，中性點(diǎn)位置在樁身深度75 cm附近，負(fù)摩阻力的樁長(zhǎng)區(qū)約占整個(gè)樁長(zhǎng)的60%，說(shuō)明室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，隨著樁間距的加大，樁身中性點(diǎn)下移，軸力增大，樁承擔(dān)上部路堤填土荷載的方式由端承摩擦樁逐漸向端承樁轉(zhuǎn)變，這與樁身軸力所反映的規(guī)律是一致的。

在不同地基土層中，樁側(cè)摩阻力以不同的速率變化，且都是在對(duì)應(yīng)樁身深度50 cm附近的淤泥層中產(chǎn)生最大負(fù)摩阻力，說(shuō)明淤泥層中樁-土相對(duì)位移相對(duì)其他土層要大，且土的壓縮位移量比樁的位移量大，從而使樁側(cè)產(chǎn)生負(fù)摩阻力。

兩種樁間距下都是在淤泥層底部出現(xiàn)中性點(diǎn)。小樁間距下，樁身最大負(fù)摩阻力位于樁身46 cm高度附近，其值約為6 kPa；大樁間距下樁身最大負(fù)摩阻力位于樁身50 cm高度附近，其值約為5 kPa，說(shuō)明隨著樁間距增大，樁身最大負(fù)摩阻力出現(xiàn)的位置下降，且其值減小。

3.3 樁-土應(yīng)力比、樁體荷載分擔(dān)比分析

兩種樁間距下的樁-土應(yīng)力比隨荷載變化情況分別如圖9、10所示。兩種樁間距下的樁體荷載分擔(dān)比分別如圖11、12所示。

圖9 小樁間距下樁-土應(yīng)力比Fig.9 Pile-clay stress ratio of small pile-spacing

圖10 大樁間距下樁-土應(yīng)力比Fig.10 Pile-clay stress ratio of large pile-spacing

圖11 小樁間距下樁體荷載分擔(dān)比Fig.11 Pile-clay load-sharing ratio of small pile-spacing

圖12 大樁間距下樁體荷載分擔(dān)比Fig.12 Pile-clay load-sharing ratio of large pile-spacing

從圖9～12可知，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，隨著路堤填土荷載的增加，兩種樁間距下的樁-土應(yīng)力比與樁體荷載分擔(dān)比變化規(guī)律相似：小樁間距下樁-土應(yīng)力比從最初的9逐漸增大到最終穩(wěn)定的20，樁體荷載分擔(dān)比從最初的79%逐漸增大到最終穩(wěn)定的88%，而大樁間距下樁-土應(yīng)力比從最初的15逐漸增大到最終穩(wěn)定的45，樁體荷載分擔(dān)比從最初的81%逐漸增大到最終穩(wěn)定的 92%；樁-土應(yīng)力比和樁體荷載分擔(dān)比增大的速率隨著時(shí)間的增長(zhǎng)均逐漸變慢，說(shuō)明在加載初期，樁的承載力發(fā)揮并不充分，隨著路堤填土荷載的進(jìn)一步增加，樁、土共同承擔(dān)的荷載由樁間土逐漸向樁頂轉(zhuǎn)移，樁的承載力才逐漸發(fā)揮出來(lái)；隨著路堤填土荷載增加，對(duì)應(yīng)于每一級(jí)荷載，樁-土應(yīng)力比和樁體荷載分擔(dān)比都有一次激增，然后趨于平穩(wěn)，直至施加下一級(jí)荷載，越接近加載后期，躍升幅度越小，直至達(dá)到最終的穩(wěn)定值；小樁間距下，樁-土應(yīng)力比穩(wěn)定在20左右，樁體荷載分擔(dān)比穩(wěn)定在 88%左右；大樁間距下，樁-土應(yīng)力比穩(wěn)定在 45左右，樁體荷載分擔(dān)比穩(wěn)定在92%左右，可見(jiàn)，室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，隨著樁間距增大，樁-土應(yīng)力比明顯增大，樁體荷載分擔(dān)比略有增大，說(shuō)明樁間距對(duì)樁-土應(yīng)力比有顯著影響，而對(duì)樁體荷載分擔(dān)比影響較?。粌煞N樁間距下，樁體荷載分擔(dān)比在加載初期就已達(dá)到80%左右，且在加載后期都穩(wěn)定在較高水平，說(shuō)明樁-網(wǎng)復(fù)合地基中，管樁承擔(dān)了絕大部分上部荷載，將路堤荷載傳遞到深層地基，減小了樁間土受到的附加荷載，從而起到控制沉降的作用。

3.4 樁、土沉降分析

對(duì)樁、土沉降的分析，有利于研究復(fù)合地基的土拱效應(yīng)作用及理清褥墊層的性狀原理。圖13、14分別為小樁間距、大樁間距下的樁頂和樁間土沉降隨荷載變化曲線；圖15為小樁間距下的2樁中心及4樁中心樁間土與樁頂差異沉降隨荷載變化曲線；圖16為大樁間距下的2樁中心及4樁中心樁間土與樁頂差異沉降隨荷載變化曲線。

圖13 小樁間距下沉降曲線Fig.13 Settlement curves of small pile-spacing

圖14 大樁間距下沉降曲線Fig.14 Settlement curves of large pile-spacing

圖15 小樁間距下差異沉降曲線Fig.15 Differential settlement curves of small pile-spacing

圖16 大樁間距下差異沉降曲線Fig.16 Differential settlement curves of large pile-spacing

從圖13、14可知：由于樁、土剛度差異，樁間土的沉降大于樁頂?shù)某两?，樁頂發(fā)生向上刺入褥墊層的變形；小樁間距下，樁頂?shù)钠骄两底兓俾始s為 0.5 mm/kN，樁間土平均沉降變化速率約為1 mm/kN；大樁間距下，樁頂平均沉降變化速率約為 0.62 mm/kN，樁間土平均沉降變化速率約為1 mm/kN，可見(jiàn)，樁間土的沉降隨荷載變化速率明顯大于樁頂沉降隨荷載變化速率，這是由樁、土之間的剛度差異所引起的；兩種樁間距下，對(duì)應(yīng)于各級(jí)荷載水平，2樁中心樁間土沉降（對(duì)應(yīng)于cj1、cj6沉降標(biāo)）比4樁中心樁間土沉降（對(duì)應(yīng)于cj2、cj5沉降標(biāo)）小。例如，當(dāng)上部路堤填土荷載為6.33 kN時(shí)，cj1的沉降為5.196 mm，cj2的沉降為5.738 mm，cj6的沉降為4.699 mm，cj5的沉降為4.993 mm，可見(jiàn)，2樁中心樁間土沉降小于4樁中心樁間土沉降，說(shuō)明2樁中心樁間土承擔(dān)荷載小于4樁中心樁間土分擔(dān)荷載，兩樁中心處上部路堤土拱效應(yīng)大于四樁中心處。兩種樁間距下，隨著路堤荷載增加，樁頂沉降曲線都是由緩變陡，樁間土沉降曲線經(jīng)歷了陡-緩-陡的變化過(guò)程，這也間接反映了褥墊層調(diào)節(jié)樁、土沉降是一個(gè)反復(fù)進(jìn)行遞進(jìn)調(diào)節(jié)的過(guò)程。

從圖15、16可知：兩種樁間距下，隨著路堤填土荷載增加，樁、土差異沉降曲線都是由陡變緩，說(shuō)明越到加載后期，樁、土差異沉降變化越小。小樁間距下，2樁中心樁間土與樁頂差異沉降從0逐漸增大到約3.7 mm，4樁中心樁間土與樁頂差異沉降從0逐漸增大到約3.8 mm；而大樁間距下，2樁中心樁間土與樁頂差異沉降從 0逐漸增大到約2.5 mm，4樁中心樁間土與樁頂差異沉降從0逐漸增大到約2.6 mm。可見(jiàn)，不同樁間距下，2樁中心樁間土與樁頂差異沉降均小于4樁中心樁間土與樁頂差異沉降，且隨著樁間距增大，2樁中心樁、土差異沉降與4樁中心樁、土差異沉降的差別減小。

3.5 土工格柵變形分析

兩種樁間距下的土工格柵變形隨荷載變化情況如圖17、18所示。

圖17 小樁間距下格柵應(yīng)變曲線Fig.17 Geogrid strain curves of small pile-spacing

圖18 大樁間距下格柵應(yīng)變曲線Fig.18 Geogrid strain curves of large pile-spacing

從圖17、18可知，兩種樁間距下隨著路堤填土荷載的增加，土工格柵都表現(xiàn)為拉伸應(yīng)變逐漸增大，小樁間距下，格柵應(yīng)變從0逐漸增大到約1.1×10-3；而大樁間距下，格柵應(yīng)變從 0逐漸增大到約0.9×10-3，說(shuō)明從一開(kāi)始增加荷載到最終施加荷載結(jié)束，褥墊層全程參與了協(xié)調(diào)樁、土受力及調(diào)節(jié)樁、土差異沉降的作用；小樁間距下，在上部荷載從0～4.79 kN過(guò)程中，拉伸應(yīng)變曲線較為平緩，平均增大速率約為10-5kN-1，在上部荷載從4.79～7.69 kN過(guò)程中，拉伸應(yīng)變曲線斜率較大，平均增大速率約為18.5×10-5kN-1，而大樁間距下，在上部荷載從0～6.33 kN過(guò)程中，拉伸應(yīng)變曲線較為平緩，平均增大速率約為 1.9×10-5kN-1，在上部荷載從 6.33～7.69 kN過(guò)程中，拉伸應(yīng)變曲線斜率較大，平均增大速率約為18.3×10-5kN-1，可見(jiàn)，隨著上部路堤填土荷載的增大，褥墊層的作用逐漸得到了發(fā)揮，且加載后期比加載初期發(fā)揮得更快；小樁間距下，樁帽頂上的格柵（對(duì)應(yīng)于 g1應(yīng)變片）應(yīng)變最終約為1.15×10-3，2樁中心樁間土上的格柵（對(duì)應(yīng)于g2應(yīng)變片）應(yīng)變最終約為1.05×10-3，4樁中心樁間土上的格柵（對(duì)應(yīng)于g3應(yīng)變片）應(yīng)變最終約為0.6×10-3，而大樁間距下，樁帽頂上的格柵（對(duì)應(yīng)于g5應(yīng)變片）應(yīng)變最終約為0.88×10-3，2樁中心樁間土上的格柵（對(duì)應(yīng)于 g4應(yīng)變片）應(yīng)變最終約為 0.28×10-3，4樁中心樁間土上的格柵（對(duì)應(yīng)于g6應(yīng)變片）應(yīng)變最終約為 0.2×10-3，可見(jiàn)，土工格柵最大的應(yīng)變位于樁帽頂，2樁中心的其次，最小的應(yīng)變位于4樁中心，說(shuō)明樁帽頂?shù)耐凉じ駯攀芰ψ畲螅?樁中心的其次，最小的位于4樁中心，這間接反映了褥墊層調(diào)整荷載分擔(dān)比及協(xié)調(diào)樁、土差異沉降的作用發(fā)揮度，且其與沉降曲線反映出的規(guī)律是一致的。

4 結(jié) 論

（1）樁身軸力沿著樁身高度往下先逐漸增大到某一深度后又逐漸減小。小樁間距下樁體下部承載力發(fā)揮程度不如大樁間距下樁體下部承載力發(fā)揮程度。隨著樁間距增大，樁身受負(fù)摩阻力區(qū)段加深，樁主要承載方式由摩擦型逐漸向端承型變化。

（2）淤泥層中樁-土相對(duì)位移相對(duì)其他土層要大，且土的壓縮位移量比樁的位移量大，從而使樁側(cè)產(chǎn)生負(fù)摩阻力；隨著樁間距增大，樁身中性點(diǎn)下移，樁身最大負(fù)摩阻力出現(xiàn)的位置下降，且其值減小。

（3）在加載初期，樁的承載力發(fā)揮得并不充分，隨著路堤填土荷載的進(jìn)一步增加，樁、土共同承擔(dān)的荷載由樁間土逐漸向樁頂轉(zhuǎn)移，樁的承載力才逐漸發(fā)揮出來(lái)。隨著路堤填土荷載增加，對(duì)應(yīng)于每一級(jí)荷載，樁-土應(yīng)力比和樁體荷載分擔(dān)比都有一次躍升，然后趨于平穩(wěn)。樁間距對(duì)樁土應(yīng)力比有顯著影響，而對(duì)樁體荷載分擔(dān)比影響較小。

（4）由于樁、土剛度差異，樁間土的沉降速率大于樁頂?shù)某两?，樁頂發(fā)生向上刺入褥墊層的變形；隨著樁間距增大，2樁中心樁、土差異沉降與4樁中心樁、土差異沉降的差別減小。

（5）隨著路堤填土荷載增加，土工格柵都表現(xiàn)為拉伸應(yīng)變逐漸增大；從一開(kāi)始增加荷載到最終施加荷載結(jié)束，褥墊層全程參與了協(xié)調(diào)樁、土受力及調(diào)節(jié)樁、土差異沉降的作用；隨著上部路堤填土荷載的增大，褥墊層的作用逐漸得到發(fā)揮。

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